飞机发动机关键技术之一是控制技术。2004年8月8日，空军装备科研部在北京主持召开的航空发动机全权限数字电子控制系统（FADEC）演示验证项目验收会上宣布，由相关研究所及协同单位共同研制的全权限数字电子控制系统及其试飞演示验证项目通过了专家组验收。这标志着我国航空发动机数控技术取得了突破性进展，成为继美、英、法、俄之后掌握该项目技术的国家。同时，通过该项目的建设，很多公司研发出起国内一流、国际先进的系统研究、环境试验、数字仿真和物理实验设备。

EtherRT实时数字实验室系统

FADEC利用数字式电子控制系统的极限能力来完成系统所规定的全部任务，是高性能飞机发动机以及一体化控制必然采取的控制形式，是该领域的发展方向和研制重点。

FADEC系统包括燃油泵系统，主燃油、加力燃油计量装置，放气活门控制，变几何位置作动，叶尖间隙主动控制，传感器，专用电源发电机以及电子控制器等完整的控制系统。葩星科技的EtherRT系统是飞机发动机控制器测试平台，它基于EtherCAT技术，可为FADEC提供所有飞机发动机拥有的传感器仿真信号，以及电磁阀，液压伺服阀等多种负载的模拟。通过采用EtherRT系统，无论是在研发、验证和测试阶段，都可以对FADEC进行多种功能与性能测试。例如： ERS-HIL-Thrm热电偶信号仿真板卡可用于测试FADEC对于温度信号的响应、控制、报警功能。通过仿真模型机实时运行飞机发动机的模型即可实现完整飞机发动机的仿真。EtherRT为FADEC提供了高性能的HIL硬件在环测试系统。

EtherRT系统中的信号仿真板卡

EtherRT系统获益于EtherCAT技术

葩星科技技术经理夏志敏先生表示，利用EtherCAT超高速的数据传输和高实时性能的特点，系统的性能获得了很大提升，系统循环周期缩短到了之前的一半。除此之外，在采用了EtherCAT技术后，研发设计更加方便简单。EtherCAT灵活的组网和拓展性能，支持任意的拓扑结构，使得开发人员不用再为网络设计和搭建投入精力，也不用再为PCI、PXI机箱卡槽有限的数量而担心。应用工程师使用EtherCAT为客户搭建系统时，可以随时增加模块和拓展功能。此外，EtherCAT还有很多其他方面的优势使我们受益。如，EtherCAT可以无缝链接传统的现场总线系统，这样强大的兼容性使我们不用顾及原有的系统总线类型，EtherCAT都可以非常方便的与其集成在一起，为系统集成带来了极大便利。

FADEC功能图

EtherCAT的开放性

EtherCAT是一种主流的实时工业以太网技术，其开放性使得很多公司都可以提供各种类型各种功能的EtherCAT产品，为客户选择和应用该技术带来极大的方便。葩星科技就是通过选择不同的EtherCAT通用产品，加之自主研发的专用产品来为客户提供飞机发动机FADCE测试系统的多种解决方案。一种方案是采用德国倍福（BECKHOFF）的TwinCAT控制软件作为EtherCAT主站，该控制软件基于Windows操作系统，集成了PLC，NC和CNC的功能，符合IEC 61131-3标准语言并提供独立的实时性能，。EtherCAT从站基于葩星科技自主研发的各种信号仿真板卡，这种方案的优势是采用了功能强大的通用型控制系统TwinCAT软件，与自主研发的EtherCAT从站板卡结合，高效快速实时地实现任务的编程和运行，且操作简单方便，诊断定位精确。另一种方式是采用xPC Target提供的EtherCAT主站与Keonig公司的KPA EtherCAT Slave Borad从站。这两种方式的控制系统中，主站和从站之间使用EtherCAT通信，配置灵活方便，可以根据实际需要自由配置，而且操作非常简易。

总结

EtherCAT是EtherRT系统的脊柱。用户使用后表示，EtherCAT技术是未来发展的趋势，其高速、稳定、低成本的特点进一步保障了实时仿真的性能。采用了EtherRT系统后，FADEC控制器可以完成更高要求的测试，整个实验的循环周期提高到微秒级。同时，由于葩星科技打破了原有的从单独供应商购买整套固定解决方案的方式，通过优化系统配置，部分产品实现了自我研发，提高了解决方案的灵活性，且降低了近50% 的成本。